技术领域
[0001] 本
发明涉及网络通信管理领域，具体涉及基于物联网的智能终端网络切换方法及系统。
背景技术
[0002] 现有的智能设备在进行联网时，通常采用无线或是有线的连接方式，但随着人们对于无线网络需求的增加，越来越多的智能设备支持接入无线网络，如建筑内的各类物联网
传感器、住户的智能电脑手机等。
[0003]
现有技术中，授权公告号为CN103067997B的
专利文件公开了一种判定终端是否在两种无线网络之间切换的方法和设备。该方法包括：判断已接入第一无线网络的终端
位置处第一无线网络的
信号强度是否满足第一切换条件，如果不满足，则判定不切换；否则，判断在第一时间段内已切换次数是否满足第二切换条件，如果不满足，则判定不切换，否则判定终端进行切换。本发明还公开了一种判定终端是否从第二无线网络切换到第一无线网络的方法，以及判定终端是否在两种网络之间进行切换的设备。以信号强度作为判定终端是否进行网络切换的首要条件，当满足切换条件时，再通过判断单位时间内切换次数来决定是否切换，从而减少异网间乒乓切换现象的发生，及由此给终端带来的功耗和网络资源开销。
[0004] 上述方案仅仅
时针对信号强度进行判断，但在实际使用时，具体的网络连接情况收到设备的通信模
块以及具体的连接位置密切相关，单依靠信号强度判断是否切换效果并不理想，因此，需要通过其他物联网智能模块进行辅助判定，才能更加准确的控制网络切换。
发明内容
[0005] 为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供基于物联网的智能终端网络切换方法及系统，通过将智能终端、中间控制端、总控管理端三者接入同一物联网下相互通信，完成采集的多种数据的共享，如智能终端的
定位信息、连接记录、终端分类标签、运动状态、智能终端使用的程序等，进而实现对于各个智能终端网络切换和接入的智能控制。具体的，通过房间分区模块与终端定位模块实现对各类智能终端的定位，确定连接网络时的位置。配合连接记录生成模块同步生成连接记录，为后期实现智能网络切换提供数据支持，通过总控管理端的终端分类模块配合定位信息，对智能终端添加终端分类标签，再通过WIFI信号检测模块确定切换
请求的触发时机，进行网络切换的预警，配合切换指令生成模块和终端分类标签，在固定位置的智能终端在出现网络
波动时，及时切换网络。对于可移动的智能终端，进行进一步的场景分析，通过
运动检测模块识别智能终端的运动状态，来确定实时网络波动的产生原因，并根据具体的产生原因以及智能终端使用的程序，在尽可能降低切换网络带来的影响的目的下，对网络进行切换，具体为，对于正在使用影音的情景，通过对历史重连时长以及未播放的已缓存数据进行分析，在保证不会产生卡顿的前提下进行重连，并在网络条件低于b％时，强制进行切换。
[0006] 本发明所要解决的技术问题为：
[0007] A.如何利用多种物联网设备获取多种参数，并对各类参数进行分析后对智能终端的通信网络切换进行智能控制。
[0008] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0009] 基于物联网的智能终端网络切换方法，包括以下步骤：
[0010] S1、所述中间控制端的房间分区模块将房间划分为若干个热点
覆盖区；
[0011] S2、所述智能终端的连接记录生成模块每隔固定时间段T1生成一个包含连接的mesh路由模块的标识码、平均上下行速率、平均延迟、平均丢包率的连接记录；且在生成连接记录的同时，中间控制端的终端定位模块获取包含该智能终端所在热点覆盖区的定位信息，并将定位信息与该连接记录关联后上传至总控管理端进行存储；
[0012] S3、总控管理端的终端分类模块对接入网络的智能终端添加终端分类标签，终端分类标签包括可移动终端标签和固定位置终端标签；
[0013] S4、智能终端的WIFI信号检测模块获取实时网络信息；实时网络信息包括智能终端连接的mesh路由模块的标识码、信号强度、上下行速率、ping值、丢包率；
[0014] S5、当实时网络信息中任意一项低于该智能终端预设的各网络参数的标准
阈值时，智能终端的WIFI信号切换模块向总控管理端的切换指令生成模块发出切换请求；
[0015] S6、所述切换指令生成模块收到切换请求后；
[0016] S6-1、获取智能终端的终端分类标签以及网络接入模块的设备型号；同时获取智能终端的定位信息，
[0017] S6-2、根据S6-1最终获得的定位信息筛选出关联相同定位信息的连接记录，再按照mesh路由模块进行分组，每个分组的连接记录对应一个mesh路由模块，再从各个分组中筛选出网络接入模块的设备型号相同的连接记录；
[0018] S6-3、根据S6-2最终得到的连接记录以及标准阈值计算各个分组的推荐值，推荐值的计算方法为统计连接记录中的上下行速率、 ping值、丢包率均满足标准阈值的占比，作为对照占比；且占比越高，推荐值越大，将推荐值最大的分组对应的mesh路由模块作为目标路由；同时获取该智能终端在固定时间段T2内，如T2＝3min、关联相同定位信息的连接记录，根据连接记录和标准阈值计算连接记录中的上下行速率、ping值、丢包率均满足标准阈值的占比，作为标准占比；
[0019] S6-4、当智能终端的终端分类标签为固定位置终端标签时，计算标准占比与目标路由对应的对照占比的差值，当差值为负数且差值的绝对值大于a％时，生成切换至目标路由的切换指令；
[0020] S7、WIFI信号切换模块接收切换指令后，控制网络接入模块将智能终端的WIFI网络切换至目标路由。
[0021] 进一步的，所述房间分区模块的将各个房间划分为若干个热点覆盖区的具体方法如下：
[0022] S1-1、所述房间分区模块导入房间的长宽信息；
[0023] S1-2、所述房间分区模块将房间分割为横纵数量为N*M个呈正四边形的热点覆盖区，且每个热点覆盖区的边长与终端定位模块的定位
精度相等；
[0024] S1-3、获取每个热点覆盖区的坐标范围。
[0025] 进一步的，S3中，所述总控管理端的终端分类模块的分类方法如下：
[0026] S3-1、当智能终端接入网络时，终端定位模块获取一次该智能终端的定位信息，并添加固定位置终端标签的默认终端分类标签；
[0027] S3-2、若在T3时间段内，终端定位模块存在多个的定位信息，则将固定位置终端标签替换为可移动终端标签。
[0028] 进一步的，S6中，在智能终端的终端分类标签为可移动终端标签时，所述切换指令生成模块生成切换指令的方法如下：
[0029] K1、收到WIFI信号切换模块发出的切换请求后，所述智能终端的运动检测模块检测智能终端的速度信息，并传输至智能终端的使用场景识别模块，且所述速度信息包括位移量和速度值；
[0030] K2、所述使用场景识别模块根据速度信息将智能终端标注为运动状态或静止状态，具体为，当位移量大于Q倍的终端定位模块的定位精度且速度值非零时，标注为运动状态，当位移量小于Q倍的终端定位模块的定位精度且速度值非零或速度值为零时，标注为静止状态；
[0031] K3、当智能终端为静止状态，计算标准占比与目标路由对应的对照占比的差值，当差值为负数且差值的绝对值大于a％时，生成切换至目标路由的切换指令；
[0032] K4、当智能终端为运动状态，智能终端的程序分类识别模块识别智能终端实时置顶且联网使用的程序名称，使用场景识别模块根据程序名称将智能终端的使用场景标注为影音、文本或游戏；
[0033] 当使用场景为影音时，智能终端的播放信息检测模块从连接的数据
服务器中实时获取智能终端使用分类标签为影音的程序时的播放信息；所述播放信息为多媒体总时长、已缓存时长、已播放时长；并根据得到的连接记录；
[0034] 切换指令生成模块计算标准占比与目标路由对应的对照占比的差值，当差值为负数时，计算已缓存时长与已播放时长的差值作为剩余播放时长；
[0035] 当剩余播放时长大于具有相同的设备型号的网络接入模块的历史断网重连时长的平均值，则生成切换至目标路由的切换指令；当剩余播放时长小于具有相同的设备型号的网络接入模块的历史断网重连时长的平均值，直至标准占比低于b％，则生成切换至目标路由的切换指令。
[0036] 进一步的，该方法还包括：
[0037] S8、在智能终端的WIFI信号检测模块切换至目标路由的同时，断网计时模块生成本次网络切换的断网重连时长，并与网络接入模块的设备型号关联后上传至总控管理端进行存储。
[0038] 进一步的，所述终端定位模块对智能终端的定位方法如下：
[0039] T1、所述终端定位模块中的位置计算单元向智能终端的音频播放模块发送播放指令；
[0040] T2、所述音频播放模块播放用于定位的音频，由终端定位模块的麦克
风阵列采集音频，记录麦克风阵列内各个麦克风接收时间差，传输至位置计算单元，所述位置计算单元计算出智能终端与麦克风阵列的相对位置信息，再获取麦克风阵列的位置信息，进而计算出智能终端位于房间的三维空间数据；
[0041] T3、所述位置计算单元获取三维空间数据所属的热点覆盖区，将该热点覆盖区关联智能终端的定位信息。
[0042] 基于物联网的智能终端网络切换系统，包括总控管理端、设置在房屋的各个房间内的中间控制端以及具有WIFI联网通信功能的智能终端；且所述总控管理端与各个中间控制端通信连接，所述智能终端与中间控制端通信连接；
[0043] 所述中间控制端包括房间分区模块、终端定位模块以及多个mesh 路由模块；所述房间分区模块用于将房间划分为若干个热点覆盖区；所述终端定位模块用于获取智能终端在房间内的位置对应的热点覆盖区；多个所述mesh路由模块用于构成覆盖整个房屋的WIFI无线网络；且每个mesh路由模块均设有唯一的标识码；
[0044] 所述智能终端包括WIFI信号检测模块、连接记录生成模块、WIFI 信号切换模块、网络接入模块、音频播放模块、使用场景识别模块、运动检测模块、程序分类识别模块、断网计时模块；所述WIFI信号检测模块用于获取实时网络信息；所述实时网络信息包括智能终端连接的mesh路由模块的标识码、信号强度、上下行速率、ping值、丢包率；所述连接记录生成模块用于每隔固定时间段T1生成一个包含连接的mesh路由模块的标识码、平均上下行速率、平均延迟、平均丢包率的连接记录；所述音频播放模块内存储有用于定位的待播放音频；所述WIFI信号切换模块用于向总控管理端的切换指令生成模块发出切换请求；所述网络接入模块用于将智能终端接入网络；所述使用场景识别模块用于根据速度信息将智能终端标注为运动状态或静止状态；所述运动检测模块用于检测智能终端的速度信息，并传输至智能终端的使用场景识别模块；所述程序分类识别模块用于识别智能终端实时置顶且联网使用的程序名称，并根据程序名称将智能终端的使用场景标注为影音、文本或游戏；所述断网计时模块用于记录网络切换时的断网重连时长，并与网络接入模块的设备型号关联后上传至总控管理端进行存储；
[0045] 所述总控管理端包括终端分类模块、切换指令生成模块、存储模块；所述终端分类模块用于对接入网络的智能终端添加终端分类标签，终端分类标签包括可移动终端标签和固定位置终端标签；所述切换指令生成模块用于在收到切换请求后根据终端分类标签、网络接入模块的设备型号、智能终端的定位信息，确定目标路由，并生成切换至目标路由的切换指令；所述存储模块用于存储所有数据。
[0046] 本发明的有益效果：
[0047] 通过将智能终端、中间控制端、总控管理端接入物联网，实现三者相互通信，进而实现对于该网络下各个智能终端网络切换和接入的智能控制。
[0048] 通过将房间分区模块与终端定位模块接入物联网，实现对各类智能终端的定位，确定连接网络时的位置。配合接入物联网的连接记录生成模块同步生成连接记录，为后期实现智能网络切换提供数据支持。
[0049] 通过将总控管理端的终端分类模块接入物联网，配合获取的定位信息，对智能终端添加终端分类标签，再通过将WIFI信号检测模块接入物联网来确定切换请求的触发时机，进行网络切换的预警。
[0050] 配合接入物联网的切换指令生成模块和终端分类标签，在固定位置的智能终端在出现网络波动时，及时切换网络。对于可移动的智能终端，进行进一步的场景分析，通过接入物联网的运动检测模块识别智能终端的运动状态，来确定实时网络波动的产生原因，并根据具体的产生原因以及智能终端使用的程序，在尽可能降低切换网络带来的影响的目的下，对网络进行切换，具体为，对于正在使用影音的情景，通过对历史重连时长以及未播放的已缓存数据进行分析，在保证不会产生卡顿的前提下进行重连，并在网络条件低于b％时，强制进行切换。
具体实施方式
[0051] 下面将对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052] 本实施例提供了基于物联网的智能终端网络切换方法，包括以下步骤：
[0053] S1、所述中间控制端的房间分区模块将房间划分为若干个热点覆盖区；
[0054] 为了进一步提高定位精度，需要使热点覆盖区与终端定位模块向匹配。因此所述房间分区模块的将各个房间划分为若干个热点覆盖区的具体方法如下：
[0055] S1-1、所述房间分区模块导入房间的长宽信息；可通过房屋扫描装置导入，也可人工导入。
[0056] S1-2、所述房间分区模块将房间分割为横纵数量为N*M个呈正四边形的热点覆盖区，且每个热点覆盖区的边长与终端定位模块的定位精度相等；
[0057] S1-3、获取每个热点覆盖区的坐标范围。
[0058] S2、所述智能终端的连接记录生成模块每隔固定时间段T1生成一个包含连接的mesh路由模块的标识码、平均上下行速率、平均延迟、平均丢包率的连接记录；如T1＝0.1s，且在生成连接记录的同时，中间控制端的终端定位模块获取包含该智能终端所在热点覆盖区的定位信息，可采用GPS定位或是移动网络基站定位，并将定位信息与该连接记录关联后上传至总控管理端进行存储；用于后面对每个热点覆盖区对应的连接记录进行数据分析。
[0059] 为了进一步提高定位精度，实现更加准确的对智能终端进行定位，所述终端定位模块对智能终端的定位方法如下：
[0060] T1、所述终端定位模块中的位置计算单元向智能终端的音频播放模块发送播放指令；
[0061] T2、所述音频播放模块播放用于定位的音频，由终端定位模块的麦克风阵列采集音频，记录麦克风阵列内各个麦克风接收时间差，传输至位置计算单元，所述位置计算单元计算出智能终端与麦克风阵列的相对位置信息，再获取麦克风阵列的位置信息，进而计算出智能终端位于房间的三维空间数据；
[0062] T3、所述位置计算单元获取三维空间数据所属的热点覆盖区，将该热点覆盖区关联智能终端的定位信息。
[0063] S3、总控管理端的终端分类模块对接入网络的智能终端添加终端分类标签，终端分类标签包括可移动终端标签和固定位置终端标签；
[0064] 终端分类标签可通过人工导入设备信息数据实现分类，如导入设备的品牌、信号等信息，在根据这些设备信息确定具体分类标签，为了进一步减少工作量，所述总控管理端的终端分类模块的分类方法还可如下：
[0065] S3-1、当智能终端接入网络时，终端定位模块获取一次该智能终端的定位信息，并添加固定位置终端标签的默认终端分类标签；
[0066] S3-2、若在T3时间段内，终端定位模块存在多个的定位信息，则将固定位置终端标签替换为可移动终端标签。
[0067] S4、智能终端的WIFI信号检测模块获取实时网络信息；实时网络信息包括智能终端连接的mesh路由模块的标识码、信号强度、上下行速率、ping值、丢包率；
[0068] S5、当实时网络信息中任意一项低于该智能终端预设的各网络参数的标准阈值时，智能终端的WIFI信号切换模块向总控管理端的切换指令生成模块发出切换请求；每个智能终端的用途不同，且具体的网络参数的标准阈值也不相同，需要根据实际需要自行设定，如有些智能终端需要低延迟，则ping值的标准阈值可设置的更低，而有些智能终端需要高流量，则上下行速率标准阈值可设置的更高。标准阈值只是个预警值。
[0069] S6、所述切换指令生成模块收到切换请求后；
[0070] S6-1、获取智能终端的终端分类标签以及网络接入模块的设备型号；同时获取智能终端的定位信息；网络接入模块根据型号的不同，支持的协议、功率均不同，在同一网络环境下，实际使用的效果也存在差异，因此在控制网络切换时，应考虑网络接入模块的具体型号。
[0071] S6-2、根据S6-1最终获得的定位信息筛选出关联相同定位信息的连接记录，再按照mesh路由模块进行分组，每个分组的连接记录对应一个mesh路由模块，再从各个分组中筛选出网络接入模块的设备型号相同的连接记录；
[0072] S6-3、根据S6-2最终得到的连接记录以及标准阈值计算各个分组的推荐值，推荐值的计算方法为统计连接记录中的上下行速率、 ping值、丢包率均满足标准阈值的占比，作为对照占比；且占比越高，推荐值越大，将推荐值最大的分组对应的mesh路由模块作为目标路由；同时获取该智能终端在固定时间段T2内、关联相同定位信息的连接记录，根据连接记录和标准阈值计算连接记录中的上下行速率、ping值、丢包率均满足标准阈值的占比，作为标准占比；
[0073] 在连接记录的数据量不足或推荐值相同时，将信号强度最高的 mesh路由模块作为目标路由。
[0074] S6-4、当智能终端的终端分类标签为固定位置终端标签时，计算标准占比与目标路由对应的对照占比的差值，当差值为负数且差值的绝对值大于a％时，如a＝10，说明有网络条件更好的网络可切换，且固定位置终端的可连接的网络较为固定，因此生成切换至目标路由的切换指令；
[0075] 针对可移动终端在运动状态下的网络切换和静止状态下的网络切换，进行场景识别，执行更加针对性的切换策略，因此
[0076] S6中，在智能终端的终端分类标签为可移动终端标签时，所述切换指令生成模块生成切换指令的方法如下：
[0077] K1、收到WIFI信号切换模块发出的切换请求后，所述智能终端的运动检测模块检测智能终端的速度信息，并传输至智能终端的使用场景识别模块，且所述速度信息包括位移量和速度值。
[0078] 由于网络产生波动的原因与智能终端的状态相关，因此需要考虑到智能终端的实际使用状态，如处于静止状态下，发生网络波动，大概率为网络设备的原因，且周围的网络环境一般变化不大，因此需要及时切换网络，而处于运动状态下，则是因为两者的通信距离改变，导致信号强度降低，而产生网络波动，此时网络环境容易产生变化，因此需要进一步分析使用场景，才能更顺畅的进行切换。
[0079] K2、所述使用场景识别模块根据速度信息将智能终端标注为运动状态或静止状态，具体为，当位移量大于Q倍的终端定位模块的定位精度且速度值非零时，标注为运动状态，Q倍的终端定位模块的定位精度中Q的取值应与定位模块的定位精度相关，具体数值应在1-2米的范围内，如定位精度为0.1m，则Q可取10-20内的整数，当位移量小于Q倍的终端定位模块的定位精度且速度值非零或速度值为零时，标注为静止状态；
[0080] K3、当智能终端为静止状态，计算标准占比与目标路由对应的对照占比的差值，当差值为负数且差值的绝对值大于a％时，生成切换至目标路由的切换指令。
[0081] K4、当智能终端为运动状态，智能终端的程序分类识别模块识别智能终端实时置顶且联网使用的程序名称，即正在使用的程序，使用场景识别模块根据程序名称将智能终端的使用场景标注为影音、文本或游戏；
[0082] 当使用场景为影音时，智能终端的播放信息检测模块从连接的数据服务器即
访问的
网站中实时获取智能终端使用分类标签为影音的程序时的播放信息；所述播放信息为多媒体总时长、已缓存时长、已播放时长；并根据得到的连接记录；
[0083] 切换指令生成模块计算标准占比与目标路由对应的对照占比的差值，当差值为负数时，计算已缓存时长与已播放时长的差值作为剩余播放时长；
[0084] 当剩余播放时长大于具有相同的设备型号的网络接入模块的历史断网重连时长的平均值，说明在播放完已缓存的数据前，可完成网络的切换，不会影响使用体验，则生成切换至目标路由的切换指令；同理，当剩余播放时长小于具有相同的设备型号的网络接入模块的历史断网重连时长的平均值，会产生卡顿，因此直至标准占比低于b％，如b＝30，此时当前连接的网络条件以及较差，在不切换就会影响使用，则生成切换至目标路由的切换指令。
[0085] S7、WIFI信号切换模块接收切换指令后，控制智能终端将WIFI 网络切换至目标路由。
[0086] 为了适配可移动终端的切换指令生成，还包括：
[0087] S8、在智能终端的WIFI信号检测模块切换至目标路由的同时，断网计时模块生成本次网络切换的断网重连时长，并与网络接入模块的设备型号关联后上传至总控管理端进行存储。
[0088] 基于物联网的智能终端网络切换系统，采用上述网络切换方法，包括总控管理端、设置在房屋的各个房间内的中间控制端以及具有 WIFI联网通信功能的智能终端；且所述总控管理端与各个中间控制端通信连接，所述智能终端与中间控制端通信连接；
[0089] 所述中间控制端包括房间分区模块、终端定位模块以及多个mesh 路由模块；所述房间分区模块用于将房间划分为若干个热点覆盖区；所述终端定位模块用于获取智能终端在房间内的位置对应的热点覆盖区；多个所述mesh路由模块用于构成覆盖整个房屋的WIFI无线网络；且每个mesh路由模块均设有唯一的标识码；
[0090] 所述智能终端包括WIFI信号检测模块、连接记录生成模块、WIFI 信号切换模块、网络接入模块、音频播放模块、使用场景识别模块、运动检测模块、程序分类识别模块、断网计时模块；所述WIFI信号检测模块用于获取实时网络信息；所述实时网络信息包括智能终端连接的mesh路由模块的标识码、信号强度、上下行速率、ping值、丢包率；所述连接记录生成模块用于每隔固定时间段T1生成一个包含连接的mesh路由模块的标识码、平均上下行速率、平均延迟、平均丢包率的连接记录；所述音频播放模块内存储有用于定位的待播放音频；所述WIFI信号切换模块用于向总控管理端的切换指令生成模块发出切换请求；所述网络接入模块用于将智能终端接入网络；所述使用场景识别模块用于根据速度信息将智能终端标注为运动状态或静止状态；所述运动检测模块用于检测智能终端的速度信息，并传输至智能终端的使用场景识别模块；所述程序分类识别模块用于识别智能终端实时置顶且联网使用的程序名称，并根据程序名称将智能终端的使用场景标注为影音、文本或游戏；所述断网计时模块用于记录网络切换时的断网重连时长，并与网络接入模块的设备型号关联后上传至总控管理端进行存储；
[0091] 所述总控管理端包括终端分类模块、切换指令生成模块、存储模块；所述终端分类模块用于对接入网络的智能终端添加终端分类标签，终端分类标签包括可移动终端标签和固定位置终端标签；所述切换指令生成模块用于在收到切换请求后根据终端分类标签、网络接入模块的设备型号、智能终端的定位信息，确定目标路由，并生成切换至目标路由的切换指令；所述存储模块用于存储所有数据。
[0092] 以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属
本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的
修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本
权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
